煤矿综放工作面末采期间生产技术探析

褚乾鑫

（汾西矿业安监局，山西 介休 032000）

综放开采工艺是厚煤层常用技术手段，受到一次开采厚度大因素影响，综放开采工作面矿压显现强度一般较大，从而给回采巷道以及采煤顶板管理带来一定影响[1-2]。采煤末采是实现综放工作面安全收尾的关键环节，一般情况下综放工作面末采期间通过不放顶煤方式降低矿压显现强度，为回撤通道以及采煤内顶板管理创造良好应力环境[3-4]。不同矿井由于开采的煤层复赋存条件、生产管理水平等差异，导致综放工作面末采期间生产技术各有差别。文中即以山西某矿90506 综放工作面为工程实例，对末采期间生产技术进行分析探讨。

1 工程概况

90506 综放工作面位于北翼5 采区中部，主要开采9 号煤层，煤层厚度5.9 m、倾角5°～10°，采放比为1∶1.5。9 号煤层赋存较为稳定，煤质为优质的无烟煤，顶底板岩性以砂质泥岩、中粒砂岩为主。

90506 综放工作面位于DF05 断层上盘，采面走向长度、倾向长度分别为500 m、230 m。工作面回采时使用到的综放设备主要为MG 300/700-WD 采煤机、SGZ-830/800 刮 板 机、ZF6000/18/36D 支 架、DSJ1200/150/2×250 皮带机，工作面推进采用采一放一生产工艺，推进速度平均3.2 m/d。

2 综放工作面矿压显现分析

在90506 综放工作面回采期间现场监测发现工作面顶板初次来压、周期来压步距均稳定在12～15 m，在采面来压期间液压支架工作阻力较小，一般介于3 000～3 590 kN。工作面开采的9 号煤层上覆岩层为砂质泥岩、中粒砂岩等导致，随着采面开采顶板岩层可及时垮落。通过现场监测发现，工作面回采期间矿压显现不明显。

为了掌握采面超前支承压力影响范围以及影响程度，在回采巷道内布置压力计对超前支护用的单体支柱阻力变化情况进行测定。在1～4 号单体上布置压力计，具体单体工作阻力测定结果见表1 所示。

表1 单体工作阻力测定结果

从表2 看出，90506 综放工作面前方超前支承压力分布随着与采面间距缩小呈现先增加后降低趋势；通过分析发现采前超前支撑压力影响范围为超前采面20 m 位置，其中应力峰值位置位于采面前方5.5～7.5 m 范围内。

3 采面末采技术

3.1 技术准备

采面回采巷道断面均为梯形，为了确保回采巷道围岩稳定，采用组合锚索、12 号工字钢以及垫片等对顶板进行支护。每组锚索悬吊5 排棚梁。支护使用的顶锚索、巷帮锚索规格分别为Φ17.8 mm×9 300 mm、Φ17.8 mm×5 300 mm。待采面运输巷内带式输送机等设备回撤完毕后，使用型号DW-35 单体对巷道顶板、巷帮等进行补强加固。

在采面与停采线间距60 m 时，上述巷道锚网索支护必须施工完成；待采面回采至停采线位置时单体需布置完成。

3.2 采面末采工艺

采面末采期间回采工艺为：回收护帮帮、金属网→采煤机割煤→液压支架移架→推移刮板输送机→伸出支架护帮板→联网→回收护帮帮、金属网。

采面回采至与停采线间距16 m 时进入到末采阶段，在末采阶段为降低矿压显现对回撤通道以及采区回采巷道稳定性影响，在此过程不放顶煤。末采阶段采面共计割20 刀，采煤机截割第一刀后即开始在顶梁上铺设菱形金属网。具体末采阶段开采工艺为：

在末采期割第一刀前沿着采面倾斜方向铺设长度2 寸钢管（长度共计230 m），并在钢管上部铺设金属网，铺设的金属网（长、宽分别为10 m、0.8 m，网孔大小为50 mm×50 mm）长边、短边搭接长度分别为100 mm、200 mm，并间隔100 mm 用联网丝将金属网与钢管绑扎固定。为确保采面推进过程中金属网、钢管等可顺利上量，在支架前梁位置垂直顶板按照5 m间距施工一排锚索（规格Φ17.8 mm×5 300 mm）。

采面割第二刀煤时开始沿采面铺设第二道金属网，上层金属网超前下层金属网宽度的1/2，并间隔100 mm 用双股铁丝绑扎连接；联网时近邻的两排金属网短边搭接口应错开300～400 mm；采面割第三刀时在采面液压支架顶梁金属网上挂Φ28 mm 钢丝绳，每割一刀挂一根钢丝绳；钢丝绳两端固定到回采巷道顶板锚索上，钢丝绳间隔800 mm 铺设一根，在末采期间共计施工17 道钢丝绳；采面割第14 时（即采面与停采线间距为4.8 m），开始在液压支架顶梁前端施工一排顶锚索，直至停采线位置共计施工6排；采面从割煤15 刀开始进入到回撤通道施工过程，在15 刀割煤完成后即拆除液压支架与刮板输送机连接头，期间使用单体推移刮板输送机，在采煤机割一刀煤后即在顶板上施工一排顶锚索，割完最后一刀煤后在顶板、巷帮位置同时施工锚索对围岩进行支护，同时使用单体支柱对顶板进行补强加固。

3.3 回采巷道加固

在采面回采巷道两帮位置分别布置一排单体支柱控制巷帮以及顶板变形。在采面末采期间巷道围岩始终保持稳定，可满足综放设备回撤需要。具体巷道加固现场见图1 所示。

图1 巷道加固现场图

4 结语

采面在末采期间回采巷道、采面顶板始终保持稳定，采煤机截割形成的回撤通道可满足综放设备回撤需要。现场实践表明，90506 综放工作面采用的末采工艺合理，可满足采面煤炭高效生产需要。